单缝夫琅费衍射课件物理下.pptx

PART5WaveOptics

单缝夫琅和费衍射:光强公式:*Sff?a??透镜L?透镜L·pAB缝平面观察屏0I第十九章光的衍射（Diffractionoflight）

3.半波带法——中央明纹(中心)当时，可将缝分为两个“半波带”A→P和B→P的光程差aθ1′2BA半波带半波带12′λ/2半波带半波带121′2′两个“半波带”上发的光在P处干涉相消形成暗纹。aλ/2θBA当时，P处近似为明纹中心可将缝分成三个“半波带形成暗纹。当时,可将缝分成四个“半波带”,aλ/2BAθθ

——暗纹——明纹——中央明纹注：上述暗纹和中央明纹(中心)位置是准确的，其余明纹中心的位置较上稍有偏离。一般情况：P点产生干涉的情况可由AC间的半波带的倍数决定：若：AC=偶数个半波带则：若：AC=奇数个半波带则：

三、双缝夫琅和费衍(Faunhofer)射问：2）若两个单缝同时都存在，屏上的衍射花样是怎样的？I/I01）将单缝衍射的狭缝平移，衍射条纹是否有影响？

2.双缝衍射的强度分布1.双缝(doubleslit)衍射现象：双缝衍射的光强为：双缝干涉光强：单个缝衍射光强：xo两个单缝衍射的干涉！强度重新分布。

衍射因子干涉因子3.双缝衍射的衍射花样双缝衍射的强度分布图

4.双缝衍射光强度的分布规律1）?=0时,?=0,?=0则：I=4I0=4(C’a)2即：透镜L的主光轴与屏的交点处的光强——中央极大2）光强极小两因子与有一个为0，则：I=0比较与：即：干涉因子确定极小的间距要小?屏上呈现的条纹其位置是由干涉因子确定!

3）在相邻两个极小之间有极大其位置满足：cos2?=1即：——干涉极大

I3级0级1级-1级-3级缺2级缺-2级单缝衍射光强0注：若某?角满足了：又满足了：——干涉极大——衍射极小此k?级极大被调制掉——缺级（屏上不出现）显然：整数——缺级缺级是双缝及多缝衍射中存在的一种普遍现象

双缝衍射的强度曲线是单缝衍射强度对双缝干涉强度进行调制的结果.双缝干涉单缝衍射双缝衍射结论：18

当a?时，双缝衍射的强度分布情况变为理想的杨氏干涉的强度分布情况:此?1角为整个视场角，那么每一级极大的光强几乎相等杨氏双缝干涉光强——4）在a=?或a?时，

双缝衍射与双缝干涉的区别：——都是相干波的叠加历史的原因：从相干波源在空间的分布条件来区别干涉：由有限数目“分立”相干光源传来的光波相干叠加衍射：由相干光源“连续”分布的无限多子波波中心发出的子波相干叠加双缝干涉：由两个“分立”相干光源传来的光波相干叠加双缝衍射：由两个“连续”分布的子波中心发出的光波相干叠加——从两个很窄的双缝得到的是干涉图样——从两个较宽的双缝得到的是干涉、衍射结合的图样

归纳：极小值的位置极大值的位置双缝干涉、衍射的极大单缝衍射的极大在此无意义双缝衍射明暗条纹的位置双缝干涉的极小（两束光位相相反）单缝衍射的极小21

例1.已知（1）双缝衍射相邻两条明纹间距;求：解：（1）22（2）中央包络线的‘x’;

根据根据题意：（3）双缝衍射的第1级明纹的相对强度例1、已知k=1

（4）中央明纹的包线中，共包含了几条完整的明条纹？包线的第一极小的衍射角：设中央包线中共有k级明纹:包含了条明条纹第5级缺级!（5）若要中央明纹的包线中恰好有11条明纹，应如何设计a、d?24例1、已知

四、多缝衍射（光栅衍射）d反射光栅d透射光栅2.种类：1.光栅(grating)—大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学元件a是透光部分的宽度——缝宽d=a+b?光栅常数b是不透光部分的宽度3.光栅常数(gratingconstant)Aab?PO?f光栅常数d的数量级约10-6米25

4.光栅光强公式设光栅有N条缝，又由单缝衍射可知，每个缝发的光在P?点的光振动的振幅为：由图可知，每相邻两缝向P?点发出的衍射线的光程差均一样：采用矢量法推出：oPf??dsin?d?aasinoiEE=——N个矢量相加P?处是N个同方向、同频率、同振幅、位相差依次差一个恒量△?的简谐振动的合成，合成的结果仍为简谐振动。对于o点:?=0,??=